電容層析成像油水兩相流測量系統(tǒng)開發(fā)平臺設計.pdf

1、電容層析成像（ElectricalCapacitanceTomography，簡稱ECT）是監(jiān)測兩相流動的一種新技術(shù)，其采用安裝在管壁上的多電極陣列式電容傳感器對兩相流進行測量研究，可重建兩相流的相分布圖像。與其它流動成像技術(shù)相比，該技術(shù)成本低廉、速度快、非侵入、適用范圍廣、安全性能好。本文從ECT技術(shù)的原理性研究出發(fā)，以全面認識流體管道內(nèi)敏感場分布及得到較高質(zhì)量的流型重建圖像為目標，著重在以下方面進行了研究。 1.基于Matl

2、ab建立油水兩相流ECT測量系統(tǒng)二維有限元模型；基于Ansys有限元分析工具，建立電容傳感器三維模型。提出一種仿真電容測量值的新方法，并得到電極間敏感場的分布。 2.分析電容傳感器7種結(jié)構(gòu)參數(shù)如電極尺寸、管壁厚度、屏蔽層厚度、徑向屏蔽深度等對敏感場分布的影響；結(jié)合徑向基函數(shù)（RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡和粒子群優(yōu)化（PSO）算法，以敏感場整體靈敏度大小等系統(tǒng)性能為目標，優(yōu)化電容傳感器結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)成像質(zhì)量得到改進。 3.設計一個ECT

3、圖像重建算法軟件包，包括線性反投影（LBP）算法、Tikhonov正則化算法、基于Landweber的迭代法等。討論算法中控制參數(shù)（如松弛因子，正則化因子等）對圖像質(zhì)量的影響，并根據(jù)相關(guān)系數(shù)和方差兩個評價成像質(zhì)量的指標，分析三種算法圖像重建的精度和抗干擾性；研究一種基于電容測量值和神經(jīng)網(wǎng)絡自適應調(diào)整正則化因子的方法，擴展了Tikhonov正則化算法的應用范圍。 4.建立一個完整的油水兩相流ECT測量系統(tǒng)仿真平臺，可在該平臺上實現(xiàn)